Pb/Al复合阳极的制备及其在电解锌中的性能研究

发布时间：2021-03-06 02:39

　　目前电解锌过程中,所采用的铅阳极以制备工艺简便、成本低廉、使用方便以及可再回收利用成为主要的阳极材料,但是铅阳极在使用中仍然存在内阻大、密度大、强度低、易溶解、析氧电位过高等弊端,由此造成电解锌过程的电能无效消耗量大、极板蠕变短路、电极腐蚀损耗大、并污染电解液等问题,为此本研究以提高电极强度和电能单耗为目的,开发一种具有强度高、导电好、催化活性高的新型阳极,降低电解锌过程的电能单耗以及提高经济效益。本项目在前期研究的基础上获得云南蒙自矿冶有限责任公司的支持,提出以密度小、强度高、导电好的金属A1作为内芯、外层包覆传统铅合金的Pb/Al复合阳极材料,在不改变阳极表面与电解液之间的反应界面基础上,利用金属A1来提高阳极的导电性能；但由于Pb、Al之间属于非混熔体系,故本研究采用二者之间加入Pb-X合金中间层的方法来解决Pb与A1的相溶问题。Pb/Al复合阳极的制备采用热压扩散法制备,通过对中间层合金成分和制备工艺的温度、压力、保温时间进行正交试验,分析了电极的电阻率、极化曲线、Tafel曲线以及交流阻抗数据,优化出了最佳的中间层合金成分和制备工艺,探讨不同工艺条件对其性能的影响；并验证了P... 

【文章来源】：昆明理工大学云南省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 湿法炼锌
        1.2.1 浸出阶段
        1.2.2 电解阶段
        1.2.3 熔铸阶段
    1.3 湿法炼锌的能耗现状及节能措施
    1.4 阳极材料的研究现状与发展趋势
        1.4.1 钛基氧化物涂层阳极
        1.4.2 铝基阳极
        1.4.3 钢基阳极
        1.4.4 塑料基阳极
        1.4.5 铅银合金阳极
        1.4.6 Pb/Al复合阳极
    1.5 本论文研究的主要内容
        1.5.1 课题的来源
        1.5.2 Pb/Al复合阳极材料的提出
        1.5.3 本课题研究的主要内容
        1.5.4 本课题的研究目的与意义
    1.6 小结
第2章 Pb/Al复合阳极的制备及表征
    2.1 实验器材
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验设备与仪器
    2.2 实验研究方案和技术路线图
    2.3 工艺条件的选择及设计正交试验
    2.4 Pb/Al复合阳极试样的制备
    2.5 电极材料的各种性能测试方法
        2.5.1 电阻率测试
        2.5.2 电化学性能测试
    2.6 模拟生产对比实验
        2.6.1 电解过程及条件控制
        2.6.2 实验操作
        2.6.3 阳极腐蚀速率
    2.7 本章小结
第3章 Pb/Al复合阳极的性能测试与分析
    3.1 Pb/Al复合阳极的电阻率测试与分析
    3.2 电化学性能测试与分析
        3.2.1 极化曲线
        3.2.2 Tafel曲线和交流阻抗
第4章 Pb/Al复合阳极的模拟生产对比试验
    4.1 中间层X含量对复合阳极性能的影响
        4.1.1 槽电压随电流密度的变化
        4.1.2 锌片产量随电流密度的变化
        4.1.3 电流效率随电流密度的变化
        4.1.4 电能单耗随电流密度的变化
        4.1.5 阴极析出产品的变化
    4.2 表面包覆铅合金中Ag含量对复合阳极性能的影响
        4.2.1 槽电压随电流密度的变化
        4.2.2 锌片产量和电流效率随电流密度的变化
        4.2.3 电能单耗随电流密度的变化
        4.2.4 阴极析出产品的变化
    4.3 Pb/Al复合阳极与铅阳极槽电压的变化
    4.4 电解液条件对复合阳极和铅阳极性能的影响
        4.4.1 温度对两阳极性能的影响
        4.4.2 酸锌比对两阳极性能的影响
    4.5 阳极腐蚀速率
第5章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 问题与展望
致谢
参考文献
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文
附录B 攻读硕士学位期间参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]扩散焊接法制备Pb-Al复合电极材料的性能[J]. 梁方,竺培显,周生刚,马会宇.  材料热处理学报. 2012(01)
[2]稀土Nd掺杂Ti/RuO2-Co3O4电极电催化性能研究[J]. 吴红军,王宝辉,阮琴,腾佳,苑丹丹.  稀有金属材料与工程. 2012(01)
[3]Bi对Pb-Al层状复合电极材料制备与性能的影响[J]. 竺培显,周生刚,孙勇,陈敬超,黄子良,孙丽达.  稀有金属材料与工程. 2010(05)
[4]稀土转化膜在金属材料表面改性中的研究进展[J]. 章江洪,张英杰,闫宇星.  稀土. 2009(05)
[5]Pb-Al层状复合电极材料制备与性能初探[J]. 周生刚,竺培显,孙勇,黄子良,孙丽达.  热加工工艺. 2008(24)
[6]锌电积用惰性阳极材料的研究现状[J]. 张冬,郭忠诚.  云南冶金. 2008(06)
[7]锌电积用Pb-Ag-Ca-Sr四元合金阳极的阳极极化行为[J]. 衷水平,赖延清,蒋良兴,田忠良,李劼,刘业翔.  中国有色金属学报. 2008(07)
[8]退火温度对冷轧态3003铝合金组织性能的影响[J]. 寇生中,徐丽珠,马英杰.  热加工工艺. 2008(04)
[9]Ti/SnO2+Sb2O4+CF/PbOx电极的制备及其性能研究[J]. 薛彩霞,梁镇海.  太原理工大学学报. 2007(05)
[10]我国锌冶炼现状及近年来的技术进展[J]. 蒋继穆.  中国有色冶金. 2006(05)

硕士论文
[1]铅基阳极在锌电积中的应用试验研究[D]. 刘漫博.西安建筑科技大学 2008
[2]锌电积用Al基Pb-WC-ZrO2复合电极材料的研究[D]. 潘君益.昆明理工大学 2005
[3]Al基SnO2+Sb2O3、SnO2+Sb2O3+MnO2涂层二氧化铅电极的制备及其应用[D]. 曹梅.昆明理工大学 2005



本文编号：3066295